Utilisation de nouveaux matériaux pour la cristallisation du silicium

La cristallisation du silicium de qualité solaire nécessite l'emploi de creusets de silice non réutilisables, préalablement recouverts d'un revêtement anti-adhérant de nitrure de silicium oxydé. Ce travail est d'abord consacré à l'étude des interactions (mouillage, infiltration, collage) entre le silicium liquide et la silice revêtue. La détermination des mécanismes opérant permet alors de modéliser le phénomène d'infiltration du silicium liquide dans le revêtement de nitrure de silicium oxydé et ainsi d'adapter ce type de revêtements à un autre matériau de creuset, le graphite. Le graphite est particulièrement intéressant pour la cristallisation du silicium en lingots, car les creusets sont alors réutilisables, ou directement en wafers, par moulage. Par la suite, à l'aide des moules de graphite revêtu, la faisabilité du procédé de moulage de wafers de silicium sera démontrée, d'abord dans une configuration simplifiée par écrasement puis par injection. La solidification dirigée du silicium avec une vitesse adaptée conduit à une microstructure à gros grains favorable pour les applications photovoltaïques, et autorise la purification in-situ du silicium par ségrégation des impuretés.